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分解因式的作用、意义与方法

2008-08-27孔凡哲

关键词:因式公因式因数

作者简介:孔凡哲,课程与教学论(数学)博士.主要从事数学教育、课程与教学、教师教育等领域的研究.现任国家基础教育实验中心副主任,东北师范大学教育科学学院教育类公共课主任、课程与教学系教授、硕士生导师.受聘于教育部,参与全国高考数学命题工作、义务教育阶段数学课程标准研制工作、高中数学课程标准研制工作,担任义务教育课程标准实验教科书数学分册主编.先后在《教育研究》、《课程·教材·教法》、《中国教育报》、《数学教育学报》、《数学通报》等公开发表学术论文近180余篇,正式出版《课程标准与教学大纲对比研究·初中数学》等专著30余部,承担国家级、省级科研项目10余项.

分解因式有什么用?分解因式是什么意思?其基本方法有哪些?学好分解因式需要达到什么目标?这些问题都是我们在学习这部分内容时无法回避的.

一、为什么要学习分解因式?

就整个教材而言,《分解因式》这一章起到承上启下的作用:一方面,它是整式乘法的逆向变形,学习它,可以深化我们对整式运算的理解.另一方面,分解因式的变形,不仅体现了一种“化归”的思想,而且是分式化简、解方程等的必要前提和必备基础.

在判断即将学到的一元二次方程ax2+bx+c=0是否有根时,就等价于看二次三项式ax2+bx+c能否分解为a(x-b1)(x-b2)的形式.

同样地,我们将来会知道,两个分式作加减运算时需要通分,而通分本质上就是分母的分解因式问题.

二、怎样才能更好地理解和掌握分解因式的意义?

我们可以从两个方面加以理解:

一方面,要对比分解因数理解分解因式.我们以前学习过分解因数,知道分解因数是把数分解成几个数的积的形式.与分解因数相类似,分解因式是把一个多项式化成几个整式的积的形式.

对比二者可以发现,分解因数和分解因式在本质上是一样的,都是要把一个数、式化成几个数、式相乘的形式,都体现了转化(化归)的思想.

二者的不同点在于,分解因数被分解的是数,其结果是几个数的连乘积;而分解因式被分解的是多项式,其结果是几个整式的连乘积.

其实,代数式是数字的进一步抽象,数字本身就属于代数式.所以,从这个层面我们也能够体会到分解因数和分解因式其实是相同的.

另一方面,广泛联系整式乘法来理解和掌握分解因式.

整式乘法是几个整式相乘得出一个整式的过程,如(a-b)(x+y)=ax+ay-bx-by.整式乘法的结果必然是一个单项式或多个单项式和的形式.

而分解因式却恰恰相反,它是将一个多项式分解成几个整式相乘的形式,如ax+ay-bx-by=a(x+y)-b(x+y)=(x+y)(a-b).分解因式的结果必然是一个积的形式.

可见,分解因式与整式乘法是两个互逆的过程,是整式变形的两个方面.这个互逆的过程,将有助于我们发展逆向思维,培养逆向思考问题的意识和习惯.

三、怎样才能学好分解因式的方法?

1.掌握提取公因式法和公式法——两个基本方法

分解因式的方法有很多,其中最基本的方法是提取公因式法和公式法.

如果一个多项式的各项含有公因式,那么就可以把这个公因式提出来,从而将多项式化成两个因式相乘的形式,这与乘法结合律十分相似.

运用提取公因式法分解因式的关键在于找到各项的公因式.对于字母,要将各项中都含有的字母(指数取最低的)提出来作为公因式,如果含有整数系数,需要提取其最大公约数.

例1 两个连续奇数的平方差能被4整除吗?

解:设这两个连续的奇数分别是2a-1,2a+1,a为整数.由题意得

(2a+1)2-(2a-1)2=(2a+1+2a-1)(2a+1-2a+1)=4a×2=8a.

因为a是整数,所以8a能被4整除.所以,两个连续奇数的平方差能被4整除.

2.尝试了解分解因式的其他方法

分解因式,除了提取公因式法和公式法以外,还有一些其他的常用方法,如分组分解法、补项拆项法、待定系数法等.

分组分解法,是先根据多项式的特点将其适当分组,然后各组分别变形,如在每组中提公因式,再在各组间提公因式,从而实现分解因式.如分解ax+by+ay+bx,可以分成两组ax+ay、bx+by,而每个组都有公因式x+y,从而再提取公因式x+y,就达到分解因式的目的,即分解为(a+b)(x+y).

补项法和拆项法,是根据所给多项式的特点,进行拆项或补项,以构造出公因式,或构造出公式的形式,从而运用提取公因式法或公式法分解因式.

待定系数法,是先设原多项式可以分解为两个多项式相乘的形式,其中含有待定系数,再将两个多项式相乘,写成升幂或降幂的形式,利用两个多项式对应相等必然满足对应项的系数相等,列方程组,进而求出待定系数的值,达到分解因式的目的.

当然,在分解因式中,常常综合运用多个方法.

例2 分解因式:x4+4.

解:x4+4

=x4+4x2-4x2+4(补项)

=(x4+4x2+4)-4x2(分组)

=(x2+2)2-4x2 (运用完全平方公式)

=(x2+2+2x)(x2+2-2x)(运用平方差公式)

=(x2+2x+2)(x2-2x+2)(按x的降幂排序).

3.深刻体会类比思想

本章自始至终都渗透着类比这种重要的思想方法.如类比分解因数的意义引入分解因式的意义,体会、理解、认识分解因式的意义;类比整式的乘法探索分解因式的方法,感受整式乘法与分解因式两种逆向恒等变形的价值.

经过本章的学习,期望你能达到如下目标:

经历探索分解因式的过程,体会整式乘法与分解因式之间的互逆关系.

了解分解因式的意义,会用提公因式法、平方差公式和完全平方公式分解因式.

通过乘法公式(a+b)(a-b)=a2-b2与(a±b)2= a2±2ab + b2的逆向变形,进一步发展观察、归纳、类比、概括等能力,发展有条理思考及语言表达的能力.

<\192.168.0.129本地磁盘 (d)王玲霞数据八年级数学北师大08年1-2期版式+图jjgg.TIF>[练一练]

1.a-ab2分解因式的结果是().

A. a(1+b)(1-b) B. a(1+b)2C. a(1-b)2D. (1-b)(1+b)

2.分解因式:x2-4+y2+2xy=.

3.分解因式4+4a+a2,正确的是().

A.4(1+a)+a2B.(2-a)2 C.(2+a)(2+a)D.(2+a)2

4.试寻找一个多项式,使它能被多项式x2+3x+2与x2+4x+3同时整除.

注:本文中所涉及到的图表、注解、公式等内容请以PDF格式阅读原文

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